Тверді діелектрики

Тверді діелектрики поділяються за хімічним складом на:

• органічні;

• неорганічні.

В радіотехніці особливе значення має урахування впливу частоти електричного поля на властивості матеріалу. Тому з поділом за хімічним складом ми будемо ділити діелектрики на полярні (низькочастотні) та неполярні (високочастотні).

Розглянемо органічні діелектрики.

Першим представником органічних діелектриків є смоли.

Смоли – це аморфні високомолекулярні речовини, які можуть бути в трьох станах: склоподібному, еластичному та в’язкотекучому.

Поділяються на:

• термопластичні – в них перехід від твердого стану до пластичного може відбуватися багаторазово;

• термореактивні - в них перехід від твердого стану до пластичного відбувається лише один раз, смолу не можливо повернути до пластичного стану.

Використовуються для виготовлення пластмас.

Неполярні високочастотні полімери:

1. Поліетилен – продукт полімеризації газоподібного етилену (С₂Н₄). Використовується як ізолюючий матеріал для провідників та кабелів, для виготовлення каркасів котушок індуктивності, як діелектрик в конденсаторах.

2. Полістирол – полімер стирола (С₂Н₃С₆Н₅). Має високі діелектричні характеристики, особливо на ВЧ та НВЧ. Його недоліки – низька нагрівостійкість (80 ^оС), швидке старіння. Використовується для виготовлення волокна, плівок, каркасів, лампових панелей, ізоляційних деталей в ВЧ апаратурі.

3. Фторопласт 4 – політетрафторетилен. Один з найкращих матеріалів для діапазону ВЧ та НВЧ. Має високу нагрівостійкість ( до 300 ^оС). Хімічна стійкість більша ніж у золота та платини. Не горючий. Не гігроскопічний, не змочується водою.Має малий коефіцієнт тертя. Легко оброблюється різанням. Має малу теплопровідність. При температурах вищих за 400 ^оС виділяє фтор (отруйний газ). Використовується там де потрібні високі діелектричні властивості при дії агресивних середовищ.

Характеристики неполярних ВЧ полімерів наведені в табл.

Таблиця.

Характеристики неполярних вч полімерів.

Параметр	Одиниця виміру	Поліетилен	Полістирол	Фторопласт 4
Електрична міцність	МВ/м	40...150	20...110	40...150
Робоча температура	оС	- 60...+110	-40...+80	-296...+300
Діелектрична проникність, ε	Відносних одиниць	2,3...2,4	2,5...2,6	1,9...2,2
tgδ	Відносних одиниць	0,0002...0,0003	0,0002...0,0004	0,0002...0,0003
Питомий опір, ρ	Ом∙м	1014	1015	1017

Полярні НЧ полімери.

Для них характерні висока діелектрична проникність, низький tgδ. Основні характеристики приведені в табл.

Таблиця.

Характеристики нч полімерів.

Параметр	Одиниці виміру	Полівінілхлорид	Лавсан	Нейлон, капрон	Фторопласт 3	Силікони
ε	Відносних одиниць	3,5...4,5	3...3,5	5...6	3,5	3,5
tgδ	Відносних одиниць	0,2...0,5	0,002	0,06	0,04	0,01...0,03
ρ	Ом∙м	1012	1012	109	1013	1014
Tmax	оС	80	200	200	130	250
Tmin	оС	-35	-80	-40	-195	-70

Використовуються для ізоляції монтажних проводів (полівінілхлорид), вт конденсаторах (лавсан), для виготовлення термотривких компаундів, лаків, каучуків (силікони), для виготовлення складних деталей (лампові панелі, гнізда та інш.), для конденсаторів (фторопласт3).

Електроізоляційні лаки та емалі використовуються для захисту елементів апаратури від корозії, пилу та вологи. Вони поділяються за використанням на: просочувальні, покрівельні та ключі.

За складом електроізоляційні лаки та емалі можна поділити на:

• полімерні (полістирольний та епоксидний лаки, тобто ті, в яких плівкоутворюючими елементами є полімери – полістирол, полівінілхлорид) та смоли (епоксидна, кремнійорганічна).

• нітроцелюлозні – розчини нітроцелюлози в ацетоні. Вони швидко висихають, але мають погану адгезію до металу та малу нагрівостійкість.

• масляні – до них відносяться ті, що мають висихаючи масла )лляне чи синтетичне).

Компаунди – це суміші смол, бітуму та воску. Використовуються для просочення та заливки елементів РЕА (трансформаторів, блоків, котушок і т. д.). При цьому досягається захист елементів від дії атмосфери, підвищуються електроізоляційні властивості, покращується відвід тепла, збільшується механічна міцність.

Волокнисті матеріали – складаються з частинок подовженої форми- волокон. Мають високу механічну міцність, легко оброблюються, дешеві. Для них характерна невисока електрична міцність та теплопровідність. Головний недолік – гігроскопічність. До волокнистих матеріалів відносяться:

• конденсаторний папір;

• електрокар тон;

• текстильні ізоляційні матеріали.

Використовуються в конденсаторах, конструкційних елементах, для виготовлення ізоляції проводів та шнурів.

Матеріали для друкованих плат – це слоїсті пластики, на які наклеєна тонка (18, 30 або 50 мкм) мідна фольга. Основні типи матеріалів наведені в табл.

Таблиця.